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피지컬 컴퓨팅(Physical Computing)

엄기순 ([email protected])

1. 피지컬 컴퓨팅이란? 피지컬 컴퓨팅의 개념은 댄 오설리번(Dan O'Sullivan)와 탐 아이고(Tom Igoe) 교수가 NYU

ITP(Interactive Telecommunications Program, New York University)에서 인터랙티브 피지컬 시스템

(interactive physical systems)을 가르치는데서 시작되었다.

이 개념은 “피지컬한 실제 세계와 컴퓨터의 가상 세계가 서로 대화할 수 있도록 하는 것이다" 라고 설명하고 있다.

즉, 현실 세계의 여러가지 현상들을 센서나 여러 장치들을 통해 감지하고, 감지된 값들을 컴퓨터를 통해서 물리적인

장치를 제어하는 것을 말한다.

피지컬 컴퓨팅에서 가장 중요한 요소는 인터랙션(interaction)을 어떻게 구성하느냐에 달렸다. 작가이자 게임

프로그래머인 크리스 크로포드는 인터랙션을 둘 이상의 행위자들이 서로 듣고 생각하고 말하는 과정을 반복하는것

이라고 정의하였다. 듣고 생각하고 말하는 과정은 컴퓨터의 용어로 살펴보면 입력, 처리, 출력의 과정으로 나누어 볼

수 있다.

컴퓨터의 키보드나 마우스 또는 각종 센서들을 통해서 정보가 들어오면, 컴퓨터 프로그래밍 언어를 사용하여

정보를 처리하는 프로그램을 작성하고, 디스플레이 장치나 모터등을 제어할 수 있게 된다. 디자이너와 예술가는

인터랙션의 설계를 얼마나 균형있게 구성하느냐에 따라서 작품의 완성도가 결정된다.

참고자료 댄 오셜리번 : http://itp.nyu.edu/~dbo3/blog/

탐 아이고 : http://tigoe.net/

피지컬 컴퓨팅(위키피디아) : http://en.wikipedia.org/wiki/Physical_computing

피지컬 컴퓨팅 도서 : 아마존

NYU ITP Physical comtpuing(New York University Interactive Telecommunicate Program ):

https://itp.nyu.edu/physcomp/

2. 피지컬 컴퓨팅 도구

2-‐1. 보드형태

년도 보드

Digital

I/O

Pins

Memory Analog

inputs

External

Interrupts

Hardware

serial

ports USB Power PWM

Programming

language OS

이전

Basic Stamp

15 2K n/a

n/a 1 No

Requires power regulator circuit + adapter

n/a basic Windows

BX24

16 32k 8 n/a 1 No


n/a basic

Windows, Mac OSX

PIC 16F876

22 14k n/a 1 1 no


2 basic Windows

2003

http://wiring.org.co/

54 128K / 128K / 256k

8 8 2 Yes

External 7-‐12V generic adapter or through the USB when connected to a computer

6 C++ with Wiring Framework

Windows, Mac OSX, Linux

2005

http://arduino.cc/

11 8k/ 16k/ 32k

6 2 1 yes

External 7-‐12V generic adapter or through the USB when connected to a computer

3/ 6

C++ with Wiring Framework

Windows, Mac OSX, Linux

2006.6

http://gainer.cc/

4 /4 32k 4 n/a

1 yes External 7-‐12V generic adapter or through the USB when connected to a computer

4 Flash (1.1.0 RC5) Max/MSP (1.1.0 RC2) Processing (1.1.0 RC5)

Windows, Mac OSX

2006

https://code.google.com/p/makecontroller/

8

<참고 : http://wiring.org.co/hardware/compare.html>

2-‐2. 모듈(kit)형태 1)Little Bits

리틀비츠는 예술가, 디자이너, 메이커 그리고 어린이들을 위한 회로 개발 플랫폼 이다. 현재 11 개의 모듈로 전자

사운드를 만들 수 있는 Korg SynthKit, 쉽게 인터넷에 연결이 가능한 Cloudbit, 아두이노와 쉽게 호환되는

Arduinobit 총 3 가지 버전을 발매하였다. 국내 공식 파트너는 도구의 인간(http://www.doguin.com/)에서

맡고 있다.

2)Light Up

라이트 업은 각각의 블록을 자석으로 쉽게 연결하여

전자회로와 프로그래밍을 익힐 수 있는 도구이다.

평면뿐만 아니라 입체적으로 쌓아 구조를 만들수 있는

장점이 있다. 공식 사이트는

https://www.lightup.io 이다.

3)비트 브릭.

헬로긱스(http://hellogeeks.kr/)라는

국내 회사에서 2015 년 3 월에 발매한

비트브릭이라는 도구이다. 레고와 결합할 수

있는 장점이 있으며, 각각의 모듈을 커넥터로

자유롭게 연결 수 있다. 스크래치 1.4 에

비트브릭 블록이 추가된 스크래치

프로그램을 공식 사이트에서 다운받아

프로그래밍 할 수 있다. 차후에 스크래치

2.0 도 지원할 예정이다.

4)SAM http://samlabs.me 블록 기반의 하드웨어 모듈 키트이다.

샘은 SAM(Sensor Actor

Module)이라는 뜻이며

기본적으로버튼, 라이트, 서보(Servo),

슬라이더, DC 모터, 라이트 센서,

온도계, 그리고 클라우드 모듈로

구성되어 있다.

5) MOLECULE SYNTH http://www.moleculesynth.com 모듈형태의 소리를 합성하고 생성할

수 있는 신디사이저 이다. 아이패드

앱과 연동하여 소리를 제어할 수도

있다.

6)MakeBlock

http://www.makeblock.cc/robot-electronic-kit-pro/ 다양한 종류의 전자 모듈들을 연결하여

로봇을 만들어 제어할 수 있는 키트이다.

메이크블록만의 차별점은 알루미늄으로

된 조립키트를 제공하고 있어 쉽게

로봇을 만들 수 있다.

7) Primo (http://primo.io/) 프리모(Primo)는 영국에서

개발된 텐지블 인터페이스 기반

키트로, 어린 학습자에게 기술과

과학을 쉽고 재미있게 접할 수

있도록 만들어진 프로그래밍

도구이다. 기본 키트는 방향을

나타내는 블럭을 순서대로

조립하여 2 종 보행 로봇을

움직인다.

8) Circuit Scribe (http://123d.circuits.io/circuitscribe)

9) Kano (http://www.kano.me/) 라즈베리 파이로 만들어진 어린이를 위한 소형 컴퓨터 키트

10) Codie (http://getcodie.com)

11) microduino mCookie (https://www.microduino.cc/)

3. 피지컬 컴퓨팅의 대표적 도구 : ARDUINO 1) 아두이노의 역사

Arduino 보드는 2005 년에 이탈리아의 이브레아(ivrea)지역에 있는 IDII(Interaction Design Institute

Ivrea)라는 인터랙션 디자인 학교에서 학생들에게 전자도구를 활용해 쉽게 인터랙션을 가르치기 위해 마시모

벤지에 의해 탄생되었다. Arduino 보드의 모태가 되는 것은 Wiring 보드이며, 2003 년도에 IDII 에서 헤르난도

바라간(Hernando Barragán)에 의해 시작된 프로젝트였다. Wiring 보드를 기반으로 가장 단순하고 저렴하게

만든것이 Arduino 보드이다.

arduino Team

2) 아두이노의 장점

아두이노는 오픈 소스 전자 프로토타입 플랫폼이다. 그래서 공식 홈페이지에 회로도, 패턴도, 사용 부품 까지

모든 자료들이 공개가 되어있으며, 소프트웨어도 무료로 제공된다. 그리고 사용자의 요구에 맞춰 지속적인

업데이트로 새로운 버전을 공개하고 있다. 디자이너, 개발자, 취미가등 각각에 요구 사항에 맞는 다양한 형태의

보드들이 존재한다.

회로도

다양한 보드

그리고 스탠다드 보드를 기준으로 규격화된 다양한 확장 쉴드도 공개되어 있어 사용자가 쉽게 선택하여 사용할 수

있다. 쉴드와 관련된 모든 자료도 공식 사이트에 공개되어 있다.

3)아두이노 소프트웨어 아두이노를 제어하기 아두이노 소프트웨어에서 코드를

작성하여 업로드를 해야한다. 아두이노 소프트웨어는 공식

사이트에서 무료로 다운로드가 가능하며 현재까지 1.6.2

버전이 공개되어있다. 기존의 개발툴과 비교하여 매우

심플한 UI 로 구성되어 있으며, 코드를 작성한 후 업로드

버튼 클릭 한번 만으로 아두이노를 동작할 수 있다. 하지만

단점은 코드의 오류를 찾기 쉽지 않으며, 폰트의 가독성이

좋지 않다.

아두이노 코드는 AVR 코드보다 기능적 의미를 내포한

단어 조합으로 짜여진 명령어로 구성되어 있으며,

단어만등로 어떤 기능을 하는지 유추해 낼 수 있다. C 언어

기반으로 만들어졌기 때문에 프로그래밍 경험이 있는

사람이면 쉽게 코딩이 가능하다.

왼쪽은 LED 를 동작하기 위한

AVR 코드이며, 오른쪽은 아두이노

코드이다. 보시다 시피 아두이노 코드를

보면 명령어가 기존 AVR 코드와 달리

이해하기 쉬운 단어의 조합으로 구성되어

있다. 그래서 초보자들도 쉽게 명령어의

기능을 유추해 낼수 있다.

4) 아두이노를 지원하는 기타 프로그램 4-1) s4a (http://s4a.cat/)

아두이노를 스크래치에서 동작할 수 있도록 스크래치 1.4버전을 변형하였다. 기존의 블록들에 아두이노에서 LED와 모터를 제어할 수 있는 블록이 추가되었다.

4-2) arduBlock(http://blog.ardublock.com/)

4-3)MODKIT(http://www.modkit.com/)

4-4)codebender(https://codebender.cc/) 코드벤더는 아두이노 소프트웨어를 다운로드 받을 필요없이, 바로 온라인에서 직접 아두이노 코드를 업로드 할 수 있는 서비스 이다.

4-5)visuino(http://www.visuino.com/)

4-6)embrio (http://www.embrio.io/)

5) 회로 설계 소프트웨어 5-1) eagle Cad (http://www.cadsoftusa.com/)

이글캐드는 회로설계를 하기위한 캐드 소프트이며 작은 크기는 무료로 사용할 수 있다. 현재 아두이노 및 오픈소스하드웨어의 회로도와 패턴도는 이글 캐드로 대부분 작성이 되어있어 응용과 공유하기가 편리하다.

5-2) Fritzing (http://fritzing.org/home/)

프릿징은 초보자를 위한 회로 설계 프로그램이다. 회로 기호가 아닌 일러스트그림으로 실제로 브래드보드에 연결하는 것처럼 프로그램에서 연결할 수 있다.

5-3) 123D Circuits (http://123d.circuits.io/)

오토데스크에서 서비스하고 있는 123d cirucits는 온라인에서 직접 회로연결과 코드를 작성할 수 있다. 그리고 가장 장점은 아두이노 연결없이 코드의 동작을 가상으로 시뮬레이션 할 수 있다.

참고자료 Evolution Of Arduino : http://blog.arduino.cc/2013/11/02/evolution-of-arduino-the-family-tree/

Arduino Documentary : https://vimeo.com/18539129

TEDGlobal 2012-Massimo Banzi(How Arduino is open-sourcing imagination) :

http://www.ted.com/talks/massimo_banzi_how_arduino_is_open_sourcing_imagination?language=en

[아두이노 특집] ① 오픈소스 하드웨어의 왕 ‘아두이노’ 탄생기 :

https://www.imaso.co.kr/news/article_view.php?article_idx=20141014133246

Arduino vs. Arduino : http://readwrite.com/2015/03/18/arduino-open-source-schism

4. 피지컬 컴퓨팅 교육 앞에서 언급했던바와 같이 피지컬 컴퓨팅은 디자이너, 예술가들이 쉽게 전자 프로토타이핑을 쉽게 하기 위해 탄생되었다. 그래서 주로 미디어아트, 인터랙티브 미디어를 전공하는 학부나 석사 과정의 수업으로 개설되었다. 지역 학교 웹사이트 국

외

미국 NYU ITP http://itp.nyu.edu/physcomp/

덴마크 CIID http://ciid.dk/education/interaction-design-

programme/curriculum/

미국 UCLA Design Media Arts http://dma.ucla.edu/grad/program/ 미국 Carnegie Mellon University

IDAT

http://ideate.cmu.edu/undergraduate-

programs/physical-computing/

http://physcomp.org/

Berklee college of music https://www.berklee.edu/courses/ep-‐391 국

내

서울 한독미디어

대학원대학교

http://www.kgit.ac.kr/www/

서울 서강대

영상대학원

예술공학전공

http://artntech.sogang.ac.kr

강원도

원주

연세대학교

디지털 아트학

http://yd.yonsei.ac.kr/6_1.php#5

세종시 홍익대

조형예술대학

디지털 미디어

http://hicoda.hongik.ac.kr/sub0203-‐01.html

경기도

안산

서울예술대학 디지털 아트 http://www.seoularts.ac.kr/mbs/kr/img/pdf/process_13.pdf

상명대

창의예술공학과

http://k2web.smu.ac.kr/user/indexSub.action?codyMenuSeq=74683&siteId=gsct&menuUIType=sub

5. 피지컬 컴퓨팅 및 아두이노 도서

6. 피지컬 컴퓨팅 관련 작품 사례 1) 제품

플랜티(http://nthing.net/kickstarter-guide)

플랜티는 인터넷에 연결된 탁자 위의 작은 가든입니다. 플랜티는 심플하고 아름답게 디자인 되어 있을 뿐만 아니라, 인터넷에 연결되어 스마트폰으로 언제 어디서든 식물을 관리할 수 있는 똑똑한 화분입니다.

Equinox Clock (http://www.bramknaapen.com/equinox-clock/)

http://www.youtube.com/watch?v=JNpjX5mobfI&feature=player_embedded

Philipse ‘HUE’

https://www.youtube.com/watch?v=XrQSCgCfy7A

2) 건축

FLARE

플레어는 WHITEvoid에 의해 설계된 공압 파사드 시스템입니다. https://vimeo.com/35130814

Adaptive Fa[ca]de

https://vimeo.com/6658509

Dynamic facade "Kiefer technic showroom"

https://www.youtube.com/watch?v=rAn4ldWjw2w

Ars Electronica Center

https://www.youtube.com/watch?v=pVlP5gr2dEI

“Hyper Matrix” 2012 여수 엑스포 현대자동차관

HyperMatrix 는 국내 1위 광고대행사 (주)이노션으로부터 약 25억원에 연세대학교 원주 산학협력단으로 수주하여 제작된 작품 https://www.youtube.com/watch?v=6wWD3kxV1og

3) 사운드

Nike Music Shoe

http://www.youtube.com/watch?v=uS1exujG3cY&feature=related

Modulares Interface


Shin'm (kangeunsu.com/shinm)


4) 쇼

Live at the Super Bowl Halftime Show 2011

http://www.youtube.com/watch?v=-OU_-DtMj6A

Nine Inch Nails – Lights In The Sky 2008 tour with Moment Factory


5) 패션.

Anouk Wipprecht Vienna Fashion Week 2010

http://www.youtube.com/watch?v=lNtB0MAxkYU&feature=player_embedded http://www.anoukwipprecht.nl/

Spider Dress


" Aurora”

https://vimeo.com/105668897 http://cutecircuit.com/

6) 광고

김연아 나이키 우먼 캠페인

매장의 쇼윈도에 설치된 대형 화면 앞에 손 모양의 실루엣을 그려놓고, 그 위에 방문객들이 손을 올리면 스케이팅, 요가, 스트레칭을 하고 있던 김연아 선수가 다가와 손을 포개며 자신이 생각하는 스포츠에 대한 사랑과 열정을 이야기하는 것이었죠.”

‘Memorial Drive’ by everyware for TV Commercial, Brilliant Memories Series by Hyundai Motors

“자동차와 당신만의 소중했던 추억을 들려주세요” https://www.youtube.com/watch?v=RHuGfdGXpF8

7) 뉴미디어 아트

Ausience(http://www.chrisoshea.org/audience)


Custos Cavum (http://www.uram.net/kor_new/intro_kr.html)


eyewriter (http://www.eyewriter.org/)


OSSI(http://opensat.cc/)

Pinokio | Lamp


Cubli

https://www.youtube.com/watch?v=n_6p-1J551Y

Box


Petting Zoo


7. 여성과 피지컬 컴퓨팅 1) adafruit : https://www.adafruit.com/

a. 운영자 : Limor Fried

b. 창작자들을 위한 온라인 전자 프로토타이핑 도구 개발, 교육, 판매 2) http://sylviashow.com/

a. 운영자 : Sylvia todd b. 13살의 어린이 메이커

3) http://cutecircuit.com/ a. Francesca Rosella : architect and graphic designer b. https://www.creativefutures.co.uk/speakers/francesca-rosella

4) http://www.anoukwipprecht.nl/# a. 패션기술디자이너 anoukwipprecht b. pink Teensy 3.1(anouk Edition)

i. 5) http://designntech2.cafe24.com/wp/

a. 운영자 : 숙대 이지선 교수 b. 어린이와 엄마를 위한 전자 공작.

6) 7 Maker Faire Exhibits Geared Towards Girls a. http://makezine.com/2015/04/10/7-maker-faire-exhibits-geared-towards-girls/

출처��

블로그��

Physical�� Computing�� for�� Kids.�� http://21stcscience.blogspot.co.nz/2014/08/physical-

computing-for-kids.html��

��

SW 교육�� 사이트��

SW중심사회.�� http://www.software.kr/��

삼성�� 주니어�� 소프트웨어�� 아카데미.�� http://www.juniorsw.com/��

네이버�� 소프트웨어야�� 놀자.�� http://campaign.naver.com/software/��

워싱턴�� 대학�� 컴퓨터�� 과학�� 캠프.�� http://camps.cs.washington.edu/��

영�� 리와이어드�� 스테이트.�� http://www.yrs.io/��

코드클럽.�� https://www.codeclub.org.uk��

code.org.�� http://code.org/��

BBC�� Schools�� computing.�� http://www.bbc.co.uk/schools/0/computing/��

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sw�� 도구��

아두이노.�� http://www.arduino.cc/��

엔트리.http://play-entry.com/#!/��

라이트봇.�� https://lightbot.com/hocflash.htmlp��

플레이봇.�� http://playbot.spaceii.com/��

스크래치.�� https://scratch.mit.edu/��

마인드스톰.�� http://www.lego.com/en-us/mindstorms��

비트브릭.�� http://hellogeeks.kr/bitbrick/��

Primo�� :�� http://primo.io/��

Microsoft�� .NET�� Gadgeteer.�� https://gadgeteer.codeplex.com/��

메이키메이키.�� http://www.makeymakey.com/��

마이크로비트.�� http://www.bbc.co.uk/mediacentre/mediapacks/makeitdigital/micro-

bit,�� http://www.wired.co.uk/news/archive/2015-03/12/bbc-micro-bit-hands-on��

참고자료

피지컬 컴퓨팅 도구

Devices & Hardware